油田機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛優(yōu)化管理

馮微（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

1 問題提出

第二油礦管理各類機采井1 384 口，開井生產(chǎn)油井的機采設(shè)備依靠電力拖動來運轉(zhuǎn)，全礦機采設(shè)備每年的耗電量1.4×108kWh，占全礦總耗電量的二分之一。采油礦要有效降低油田機采系統(tǒng)耗電量，達到廠有關(guān)節(jié)電管理要求，必須注重機采設(shè)備電力拖動環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，開展有針對性的節(jié)電活動，這既是油田資源節(jié)約的主要途徑，又是油田生產(chǎn)成本降低的客觀需要。為此，2015年以來，將機采設(shè)備用電管理作為節(jié)能降耗關(guān)注的重點，通過注重構(gòu)建雙套運作網(wǎng)絡(luò)、實施雙推科技手段、推行雙增管理措施、探索雙新節(jié)電途徑的“四雙”管理，積極探索節(jié)電途徑，優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛各項工作，降低機采設(shè)備耗電量，成效非常顯著[1]。

油田機采系統(tǒng)舉升用電，既是耗電大項，又是節(jié)電挖潛的重點，開展降低油田機采系統(tǒng)耗電活動，勢在必行。全礦多方面耗電展開分析，確認節(jié)電挖潛優(yōu)化管理的主攻方向。近年以來，我們第二油礦耗電量逐年遞減，但隨著原油產(chǎn)量的遞減，噸液耗電量越來越高，每年都超出廠要求的噸液耗能指標。為了找出油田耗電的主要點項和節(jié)電挖潛的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對2015 年全礦耗電量進行統(tǒng)計與分析。全年機采系統(tǒng)舉升用電14 842.0240×104kWh，占全礦耗電總量的50.84%。因此，油田機采系統(tǒng)舉升用電，既是耗電大項，又是節(jié)電挖潛的重點，開展降低油田機采系統(tǒng)耗電活動，十分必要[2]。

2 主要做法

2016年以來，第二油礦圍繞降低機采系統(tǒng)耗電量，積極探索節(jié)電新手段、研發(fā)節(jié)電新技術(shù)，推行油田機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛優(yōu)化管理模式，通過“四雙”管理，見到了顯著的節(jié)電效果。

2.1 構(gòu)建雙套運作網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛管理主體

油田機采系統(tǒng)管理具有點多面廣的特點，持久開展機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛工作，需要構(gòu)建相應(yīng)的運作網(wǎng)絡(luò)加以管理。2016 年以來，構(gòu)建雙套運作網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化節(jié)電挖潛管理主體，在油田機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛管理上做精細管理工作。

1）構(gòu)建節(jié)電挖潛管理網(wǎng)絡(luò)。持久開展油田機采系統(tǒng)節(jié)電工作，需要構(gòu)建必要的節(jié)電挖潛管理網(wǎng)絡(luò)，持續(xù)高效組織節(jié)電挖潛工作。構(gòu)建礦、隊兩級管理人員在節(jié)電挖潛管理上緊密融合、在節(jié)電技術(shù)攻關(guān)上緊密結(jié)合、在節(jié)電效果分析上緊密配合的節(jié)電挖潛管理網(wǎng)絡(luò)，確保了機采系統(tǒng)節(jié)電管理的系統(tǒng)性與連續(xù)性、創(chuàng)新性與高效性。

2）構(gòu)建電能防竊管理網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建采油隊油井班組與保衛(wèi)隊能源監(jiān)查班組在竊電隱患治理上相配合、在竊電風(fēng)險防控上相聯(lián)合、在防竊技術(shù)研發(fā)上相結(jié)合的電能防竊管理網(wǎng)絡(luò)，累積治理盜電問題295 井次，研發(fā)防竊電技術(shù)2 項，應(yīng)用防竊電管理方法5項，有效減低了機采系統(tǒng)竊電井次，降低了機采系統(tǒng)電能流失[3]。

2.2 實施科技手段，優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛技術(shù)效果

優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛技術(shù)是實現(xiàn)節(jié)電突破性的主要途徑。2016年以來，實施節(jié)電科技手段，優(yōu)化了機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛技術(shù)。以降低抽油機井電能消耗為重點，開展功率法調(diào)平衡技術(shù)研究，在抽油機調(diào)整平衡的過程中同步錄取抽油機上、下行功率，計算功率平衡率。在達到電流平衡后繼續(xù)根據(jù)功率法調(diào)平衡進行調(diào)整，直至抽油機達到最節(jié)能的狀態(tài)。當電流平衡率達到85%～100%時，消耗功率并未降到最低，而是隨著功率平衡度的不斷上升，消耗功率仍在緩慢下降，這說明電流平衡率85%～100%并不是最佳的節(jié)能運行狀態(tài)，仍有可根據(jù)功率平衡調(diào)整的余地，1 口井欠平衡狀態(tài)時比過平衡狀態(tài)時，年多耗電0.858 5×104kWh。根據(jù)數(shù)次試驗初步認為，電流平衡率在95%～115%，最為節(jié)能[4]。

具體實驗過程選用了“多參數(shù)測試儀”來對試驗數(shù)據(jù)進行測量和錄取。該儀器可對抽油機一個沖程的上、下行功率進行分別測量并計算功率平衡率；可對一個沖程的電動機所做的正功和負功進行分別測量并計算沖程耗電量和沖程發(fā)電量，同時該儀器在輸入平衡塊數(shù)量、平衡塊重及平均位置后，可根據(jù)目前的平衡情況提出調(diào)整建議，并對調(diào)整后的效果進行預(yù)測。

選取了3口電流平衡已在要求范圍內(nèi)，但功率平衡較低的井進行了調(diào)整試驗，從功率不平衡調(diào)整至功率平衡，3口井調(diào)前調(diào)后對比情況見表1。以上3 口井在調(diào)前都已達到了電流平衡的要求，但從節(jié)能角度出發(fā)，并未達到理想的運行狀態(tài)，仍有調(diào)整的余地。調(diào)整到功率平衡后，3 口井的消耗功率都有所下降，耗電量有所減少。

功率法調(diào)平衡試驗19 口井之后，不但提高了機采設(shè)備平衡參數(shù)的精確度，還達到節(jié)能的目的，年節(jié)電16.311 5×104kWh。在210 口油井推廣應(yīng)用，年節(jié)電156×104kWh。

2.3 推行雙增管理措施，優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛具體方式

優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛方式是實施快、見效快的主要節(jié)電途徑[5]。2016 年以來，我礦實施“雙推”節(jié)電科技手段，優(yōu)化了機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛的具體方式。

1）增加舉升方式轉(zhuǎn)換井數(shù)。經(jīng)過全面調(diào)查之后，我礦抽轉(zhuǎn)螺9 井次，平均沉沒度由397.39 m 上升到554.03 m，平均泵效由40.53%上升到90.28%，平均單井措施前日耗電量為252.72 kWh，平均單井措施后日耗電量為103.73 kWh，年累積節(jié)電48.943 2×104kWh。目前全礦共實施間抽124口井，通過摸索制定個性化的間抽方案，并根據(jù)實際情況及時進行間抽時間調(diào)整。執(zhí)行間抽的單井月耗電由間抽前的5 555.45 kWh 下降到2 342.02 kWh，平均單井月節(jié)電3 212.43 kWh。

2）增加節(jié)能技術(shù)應(yīng)用類型。安裝高轉(zhuǎn)差電動機。配置20 臺高轉(zhuǎn)差電動機，該節(jié)能裝置有兩種額定功率，分別為37 kW 和45 kW，通過手動調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)抽油機井沖速。為此，選取調(diào)參困難的抽油機井進行安裝，在上半年全部安裝到位，安裝該電動機后單井年節(jié)電0.6×104kWh；增裝三功率電動機。平均單井系統(tǒng)效率為29.89%，四區(qū)六隊平均單井系統(tǒng)效率為23.6%，低于全礦平均水平6.29個百分點；把四區(qū)六隊作為低系統(tǒng)效率治理示范區(qū)，增裝節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品，在四區(qū)六隊安裝了17 臺三功率電動機，安裝后全部運行在最小功率檔，平均單井裝機功率下降了12 kW，平均單井消耗功率由7.1 kW 下降到6.3 kW，平均單井年節(jié)電0.700 8×104kWh。四區(qū)六隊系統(tǒng)效率為27.87%，比上年的23.57%上升了4.3%。

表1 3口井調(diào)前調(diào)后對比情況

3 取得效果

2016年以來，第二油礦創(chuàng)新、推行以“機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛優(yōu)化”管理為內(nèi)容的油田管理模式，全礦見到了較好的節(jié)電效果。

1）確保了耗電量指標不超。2016 年全礦耗電量為28 455.19×104kWh，與年計劃的指標值29 646×104kWh 對比，節(jié)電1 190.81×104kWh；2017年全礦耗電量為26 773×104kWh，與年計 劃指標28 355×104kWh對比，節(jié)電1 582×104kWh。兩年全礦節(jié)電2 772.81×104kWh，創(chuàng)出了建礦以來節(jié)電管理工作的最好水平。

2）創(chuàng)出了良好的社會效益。通過油田機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛的優(yōu)化管理，不但消除了機采系統(tǒng)參數(shù)不合理問題，還有效提升了油田節(jié)能管理水平，更重要的是全面規(guī)范了采油礦的機采系統(tǒng)耗電管理工作，形成了具有精細管理特色的機采井節(jié)電管理方式，這種新的管理模式具有在油田推廣應(yīng)用價值[6-8]。

3）取得了顯著的經(jīng)濟效益。2016—2017 年，通過優(yōu)化油田機采系統(tǒng)節(jié)電管理，累計創(chuàng)經(jīng)濟效益630.215 7 萬元，扣除各種投入費用75.382 3 萬元，取得經(jīng)濟效益554.833 4萬元。

4 結(jié)論認識

1）節(jié)電管理網(wǎng)絡(luò)化。通過構(gòu)建節(jié)電挖潛管理網(wǎng)絡(luò)，對采油礦機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛工作實行精細化運作、規(guī)范化管理；通過構(gòu)建電能防竊管理網(wǎng)絡(luò)，加大油田機采系統(tǒng)電能防竊管理力度、打擊程度，深挖節(jié)電潛力和降低電能流失的雙項管理工作確定到人、指定到位，具有網(wǎng)絡(luò)化節(jié)電管理特點[9]。

2）節(jié)電挖潛技術(shù)化。圍繞機采井節(jié)電進行技術(shù)研發(fā)、推廣與應(yīng)用，以機采井耗電最少狀態(tài)為優(yōu)化主題，推廣與應(yīng)用個性化無功補償節(jié)電技術(shù)，研發(fā)、推廣功率法調(diào)平衡節(jié)電技術(shù)，在節(jié)電技術(shù)創(chuàng)新上多挖潛，不但取得了顯著的節(jié)電效果，還展現(xiàn)了油田機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛的技術(shù)性[10]。

3）節(jié)電效果最大化。推行增加舉升方式轉(zhuǎn)換井數(shù)、增加節(jié)能技術(shù)應(yīng)用類型的“雙增”管理措施，優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛方式；探索冬季節(jié)電挖潛新途徑，探索功率平衡調(diào)整新參數(shù)，優(yōu)化機采系統(tǒng)節(jié)電挖潛手段。通過多點位、多措施、多手段優(yōu)化節(jié)電挖潛工作，實現(xiàn)了油田機采系統(tǒng)節(jié)電效益最大化。